キャビテーション：主要なポンプ振動問題とその予防法

以前、トップ6のポンプ振動問題について議論し、キャビテーションが最も一般的であることを確認しました。ここではキャビテーションの原因と予防法をさらに詳しく解説します。簡単に言えば、ポンプキャビテーションは、インペラ周辺の低圧領域で圧送媒質内に空洞や気泡が形成される現象です。これら空洞が崩壊すると、ポンプ内部で衝撃波が発生し、ポンプハウジングやインペラに重大なダメージを与える可能性があります。

ポンプキャビテーションの症状

朗報は、多くのキャビテーション形態には容易に検知可能な症状が伴うことです。これらには以下が含まれます（これに限定されません）：

• ポッピング、クランキング、ランブリング、ビー玉が転がるような異常音
• 過剰なエネルギー使用 — ポンプが正常なエネルギー使用を超える場合
• ポンプ性能の低下 — 大小さまざま
• スポンジ状に見えるインペラ — 欠損部分があるように見える
• 不安定なタンクレベル
• ポンプ温度の変化
• 放置するとインペラ表面に疲労の兆候が現れる

ポンプキャビテーションのタイプ

キャビテーションには多くのタイプがありますが、主要な4つは以下の通りです：

吸込キャビテーション

流体の乱れにより吸込配管に溶存ガスが放出されることで発生。ポンプが低圧または高真空状態にある時に多く見られます。ポンプが十分な流量を受け取れず、インペラアイに空洞や気泡が形成されます。吐出側に運ばれると気泡が圧縮され、インペラに向かって内破します。

気化キャビテーション

ポンプ内の液体が、吸込ヘッドの損失や圧力が低すぎ/高すぎることで気化する際に発生。すべての遠心ポンプには気化防止のための必要吸込圧力運転範囲があります。しかし、この要件はしばしば真水・68°F（20℃）で運転する前提で計算されます。実際が異なれば気化が起こり得ます。

ベーン通過症候群

インペラ外径がポンプカットウォーターに近接しすぎるとダメージを引き起こします。狭い通路を流体が流れる際に流速が上がり、圧力が下がって気化します。カットウォーター直後の崩壊で気泡が形成されます。ダメージは通常、クローズドインペラの場合、インペラベーン中央部に限定されシュラウドには及びません。

吐出キャビテーション

ポンプの吐出圧力が高すぎる、または最高効率点の10%未満で運転されている場合に発生。高圧により流体がポンプ外に出られず、内部で循環します。ハウジング壁での真空が空洞/気泡形成を助長し、内破時に衝撃波を生じます。

ポンプキャビテーションの予防方法

キャビテーションの予防と対処には多くの方法があります。主なもの：

• ポンプ設計の評価 — 液体がポンプへ/から至る経路が運転条件に最適化されているか。問題発生時はポンプ設計の再配置で解決可能。
• フィルターとストレーナーの詰まり確認 — これらがキャビテーションの原因となることがある。
• ポンプ曲線の確認 — ポンプは曲線の最大点で最高効率運転すべき。インペラチップとカットウォーターのクリアランスを、直径14インチ未満ではインペラ直径の4%以上、14インチ以上では6%以上確保し、ベーン通過症候群を防止。
• 流体中の実際の局所静圧と、実際温度での流体蒸気圧との距離を拡大する。

キャビテーションの兆候が見られるポンプがあれば、ご連絡ください。HDSはテキサス州南東部ヒューストンに戦略的に立地する最新修理サービスセンターを運営し、あらゆる修理ニーズに対応可能です。